摘 要:高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種有效激發(fā)學(xué)生思維,突出學(xué)生主體地位,調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性和不斷提升學(xué)生綜合素質(zhì)的教學(xué)手段,而生物探究實(shí)驗(yàn)本身其實(shí)關(guān)系到學(xué)生基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)、理解、鞏固和應(yīng)用?;诖耍處煈?yīng)當(dāng)加強(qiáng)在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的引領(lǐng)和指導(dǎo)作用,不斷優(yōu)化探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué),以提高探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:探究;改進(jìn);討論;交流
一、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)目的
突出學(xué)生主體地位,加強(qiáng)教師在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的引領(lǐng)和指導(dǎo)作用,不斷優(yōu)化探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量。
二、改進(jìn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面
(1)在“探究影響酶活性的因素”實(shí)驗(yàn)中,為了讓學(xué)生更好的掌握影響酶活性的因素,同時(shí)懂得“影響酶促反應(yīng)速率的因素”并不一定都是“影響酶活性的因素”,所以將“探究影響酶活性的因素”實(shí)驗(yàn)改為“探究影響酶促反應(yīng)速率的因素”,探究因素為pH、溫度、底物濃度、酶濃度。
(2)為了提高本實(shí)驗(yàn)的效率,我改變以往每個(gè)小組pH、溫度、底物濃度、酶濃度四個(gè)因素都探究的傳統(tǒng)做法,將每個(gè)因素的探究設(shè)3個(gè)平行,由3個(gè)小組來做,這樣4個(gè)因素的探究就由12個(gè)小組同時(shí)來完成。
三、課前準(zhǔn)備
(1)實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備。制作新鮮豬肝研磨液、配制pH為2、7、13的緩沖溶液、可溶性淀粉溶液、不同濃度H2O2溶液、碘液、冰塊、衛(wèi)生香、溫度計(jì)等。
(2)科學(xué)分組。按照互補(bǔ)互助的原則,將全班學(xué)生合理搭配分成12個(gè)小組,每組5人。
(3)學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案。依據(jù)科學(xué)探究的一般規(guī)律以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,各組同學(xué)共同設(shè)計(jì)出本組的探究實(shí)驗(yàn)方案,這樣就形成12份實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)由老師批閱,各組同學(xué)共同修改,最終形成實(shí)驗(yàn)操作方案。
四、實(shí)驗(yàn)過程
(一)任務(wù)分配
1、2、3組探究溫度對酶促反應(yīng)速率的影響,4、5、6組探究pH對酶促反應(yīng)速率的影響,7、8、9組探究底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響,10、11、12組探究酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響。
(二)實(shí)驗(yàn)操作步驟
(1)溫度對酶促反應(yīng)速率的影響(1、2、3組做)。取3份2ml可溶性淀粉溶液,分別置于0℃、37℃、100℃保溫5min,各滴加2滴唾液淀粉酶溶液和1滴碘液,觀察溶液的顏色變化。
(2)pH對酶促反應(yīng)速率的影響(4、5、6組做)。
(3)底物濃度對酶促反應(yīng)速率的影響(7、8、9組做)。分別取濃度為3%、5%、10%的H2O2溶液2ml各一份,37℃保溫5min,各加1滴肝臟研磨液,做3組對照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中注意試管中氣泡產(chǎn)生的速度、多少,并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)用帶火星的香頭進(jìn)行檢測。
(4)酶濃度對酶促反應(yīng)速率的影響(10、11、12組做)。取濃度為5%的H2O2溶液3份,37℃保溫5min,分別滴加1滴、2滴、3滴肝臟研磨液,做3組對照實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)中氣泡產(chǎn)生的速度并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)用帶火星的香頭進(jìn)行檢測。
(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的交流、分析
各小組對自己小組的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察記錄,并對結(jié)果進(jìn)行討論分析,得出相應(yīng)結(jié)論:①在37℃的條件下,溶液不變藍(lán);0℃和100℃條件下的溶液都變藍(lán),并且將0℃條件逐漸升溫溶液藍(lán)色會(huì)逐漸變淺直至消失,而100℃條件下的溶液隨著溫度的降低藍(lán)色并未發(fā)生改變。從而得出:37℃是唾液淀粉酶的最適宜溫度,低溫抑制了酶的活性,高溫使酶失活。②在pH為7的條件下,產(chǎn)生的氣泡大,數(shù)量最多,用帶火星的香頭檢驗(yàn)時(shí),明顯變亮甚而燃燒,說明過氧化氫酶的最適pH為7,pH為2和13時(shí)反應(yīng)不明顯,火星檢驗(yàn)無變化,過酸或過堿會(huì)使酶失活。③底物濃度較小時(shí),氣泡產(chǎn)生較小、較少、較慢,反應(yīng)速度較小。隨著底物濃度升高,氣泡產(chǎn)生逐漸增多、變快,反應(yīng)速度逐漸增大,當(dāng)達(dá)到一定濃度后,反應(yīng)速度變化不再顯著,甚而不變。④實(shí)驗(yàn)中隨酶量的增大,反應(yīng)速度顯著加快。
五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)與評價(jià)
(一)總結(jié)
1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面
首先,在探究溫度對酶促反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)中,不能選H2O2酶作為研究對象,因?yàn)镠2O2的分解容易受溫度條件的影響;其次,在探究pH對酶促反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)中,不能選淀粉酶作為研究對象,因?yàn)榈矸鄣姆纸鈺?huì)受H+的影響;再就是,在探究溫度和pH對酶促反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)操作中,先讓反應(yīng)物具備為酶設(shè)定的溫度、pH,然后再加酶;在探究底物濃度和酶濃度對酶促反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)操作中,整個(gè)要保持在37℃的恒溫水浴條件下進(jìn)行。
2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論方面
①37℃是唾液淀粉酶的最適溫度;pH=7是H2O2酶的最適pH。低溫會(huì)使酶的活性受到抑制,高溫、過酸、過堿都會(huì)使酶失活;②在探究影響酶促反應(yīng)速率的4個(gè)因素中,溫度和pH會(huì)影響酶的活性,而底物濃度和酶濃度并不影響酶的活性。
(二)評價(jià)
①省時(shí)省力。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中,把所有組將4個(gè)因素都探究一遍改為3個(gè)組探究1個(gè)因素,這樣共形成12份實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,有效減輕了學(xué)生負(fù)擔(dān),提高了學(xué)生的積極性和參與度,減輕了老師的工作量,可以給學(xué)生充分的指導(dǎo),省時(shí)省力,使得實(shí)驗(yàn)更加高效;②省材料。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)以后,避免了不必要的重復(fù),減少了材料的浪費(fèi);③交流、討論更充分。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后,有效地保障了實(shí)驗(yàn)的順利完成,學(xué)生有了較充足的時(shí)間進(jìn)行交流討論,從而大大提高了實(shí)驗(yàn)的效果和質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]吳金花.提高高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性.福建基礎(chǔ)教育研究,福建:2012第11期.
[2]楊培俊,瑪依拉.對“葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn).中學(xué)生物學(xué),南京:南京師范大學(xué)出版社,2007第23卷第1期.
作者簡介:
王國智,甘肅省隴南市文縣第一中學(xué),研究方向:高中生物。